一種新型模塊式鋼管支架在某項目中的運(yùn)用

許國光，油新華，董 偉

（1.中建股份技術(shù)中心，北京 順義 101300；2.中建股份海外事業(yè)部，北京 朝陽 100026）

1 前言

目前，絕大部分橋梁結(jié)構(gòu)的支架都采用鋼管支架體系，使用較多及正在推廣應(yīng)用的幾種支架形式有：扣件式鋼管支架、承插式支架、塔式鋼管支架、門式鋼管支架及附著式升降支架。其中扣件式支架的使用總量占60%左右，占主導(dǎo)地位，但是，這種支架的安全性較差，施工工效低，不能滿足高大建筑施工的需要。同時，支架體系起著支撐上部結(jié)構(gòu)荷載的重要作用，其安全穩(wěn)定性尤為突出，如何減少橋梁支架的倒塌，完善和優(yōu)化支架體系都有很重要的意義。本文所介紹的支架體系是由英國RJR公司生產(chǎn)的，在英國以及中東地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用，文章結(jié)合具體工程實例，探討這種支架體系的結(jié)構(gòu)特點和構(gòu)件組成，以期對國內(nèi)的支架的生產(chǎn)研究和使用提供參考。

2 RJR支架體系的基本構(gòu)件

RJR支架是由英國RJR公司生產(chǎn)的一種主要用于橋梁涵洞等施工的一種新型支架體系，主要包括SFM20、SFM40、SFM40&20三個系列，使用較多的是SFM40&20。其是通過三種空間三角結(jié)構(gòu)構(gòu)件（A1，A2，AY）及各種連接 件構(gòu)成的一個三維空間結(jié)構(gòu)單元，再由該結(jié)構(gòu)單元重復(fù)組合，形成一個三維空間網(wǎng)狀支撐結(jié)構(gòu)（見圖1）。

圖1 RJR支架體系

主要構(gòu)件有A1、A2、AY三角形構(gòu)件（見圖2）、頂托、可調(diào)頂桿、可調(diào)底座、提升構(gòu)件、連接構(gòu)件以及卡簧等部分組成。其中三角形構(gòu)件圖中A、B的值均為1m的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，根據(jù)需要可以自由組合成多種形式的單元，連接方式為螺栓連接，頂托、可調(diào)頂桿、可調(diào)底座可根據(jù)需要調(diào)整高度滿足支撐要求，可調(diào)頂桿和可調(diào)底座的調(diào)節(jié)范圍均為0~1.5m。

圖2 空間三角結(jié)構(gòu)構(gòu)件

用模塊組合起來的支架，底座的最小間距是2m，但是在某些情況下，如果支架承擔(dān)的荷載重量比較大，可采用添加加強(qiáng)立柱的方式使支架底座的距離變?yōu)?m，這樣將大大加強(qiáng)支架所能承擔(dān)的荷載，也使支架更加靈活的使用于各種荷載條件。添加加強(qiáng)立柱所需要的構(gòu)建單元如圖3所示。立柱之間采用螺栓連接，采用卡夾的方式與模塊式支架連接成為一個整體，同時構(gòu)件之間可以組合成多種形式的支撐單元（見圖4），以便設(shè)計施工的需要。通過構(gòu)件的簡單計算就可以得出需要的構(gòu)件數(shù)量，現(xiàn)場組合好以后進(jìn)行吊裝安裝。

圖3 加強(qiáng)立柱的安放于連接

圖4 幾種常用的單元組合形式

3 工程實例

某項目位于迪拜，是一個大型的互通式立交橋，所處地區(qū)地勢較平坦，地表主要是有少量綠色植被的沙丘，場地比較開闊。橋梁均為預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，橋梁頂寬22.9m，底寬18.5m，梁高2.5m，翼板寬1.68m，全橋一共分為36跨，其跨徑為40~60m，最大高度為12m，頂板厚度為0.3m，底板厚度為0.25m，腹板厚度為0.45m，一共有5個箱室。其支架采用滿堂支架形式。

3.1 支架方案設(shè)計

橋梁結(jié)構(gòu)共分為六個部分，本文選取的部分一共有10跨，現(xiàn)僅選取1跨作為實例說明。此處的橋梁下方的凈空高度為7m，現(xiàn)場地勢比較平坦，采用如圖5所示的支架組合方式。在橋墩附近采用在支架上添加加強(qiáng)肋的方式提高支架的強(qiáng)度。

滿堂支架采用如圖5所示的田字形網(wǎng)格形式，單個架子組的尺寸是4m×4m，沿橋的橫向采用的是中間支架間距2m，兩側(cè)支架間距為1.5m的形式布置，沿橋的縱向采用支架的中心距為5m（即邊距為1m），支架靠近墩柱的一側(cè)的最后三列支架采用在中間添加加強(qiáng)支架的形式，因為在支架的一側(cè)，需要在上一跨張拉完成后安放張拉機(jī)具。

圖5 項目支架的橫斷面以及平面圖

3.2 支架的施工

施工臨時支架主要由基礎(chǔ)、鋼管框架柱及其聯(lián)結(jié)系、上部承重頂托及鋼梁等組成?；A(chǔ)根據(jù)地質(zhì)條件、荷載條件、施工機(jī)具條件等綜合考慮，采用硬化場地地基處理法：土質(zhì)均為砂巖下層，其上覆蓋約3m以上松散細(xì)沙，放點換填，根據(jù)工程土質(zhì)情況先用推土機(jī)將現(xiàn)況地面大致推平，然后用振動壓路機(jī)壓4~5遍，壓實度不小于95%，在此基礎(chǔ)上填15cm級配石，并用振動壓路機(jī)碾壓密實，再在級配石上做10cm穩(wěn)定層，并用振動壓路機(jī)碾壓密實，密實度達(dá)98%。完成后，按照地基荷載試驗施工方案進(jìn)行地基荷載試驗，使用荷載和沉降的對比關(guān)系，確定地基承載力符合要求。做好排水工作（如排水溝等），以防止雨水浸泡使地基下沉（迪拜地區(qū)雨季較短，集中在冬季，且土質(zhì)為砂性土，此項工作在非雨季可省略）。對于設(shè)置在邊坡上或相鄰跨標(biāo)高相差較大處的支架采用臺階式布置處理，以步高（100cm）為模數(shù)，分幾次臺階調(diào)整高 度，臺階底部用15cm碎石墊層硬化?，F(xiàn)場分塊拼裝支架構(gòu)件后，每塊整體一次性吊裝就位，上部豎向荷載主要由支架豎向鋼管承擔(dān)，水平剛性支撐起荷載二次分配效應(yīng)，鋼管柱頂頂托部設(shè)置分配梁傳遞豎向施工荷載；鋼管柱與頂托及分配梁起傳力分配作用，模板就位安裝以及混凝土澆筑均在其上進(jìn)行。施工工藝流程如圖6所示。

圖6 支架的施工工藝流程

4 小結(jié)

該結(jié)構(gòu)形式的支架在迪拜某基礎(chǔ)設(shè)施項目的橋梁施工中大量使用，未出現(xiàn)因支架變形或者使用不當(dāng)而出現(xiàn)的工程事故，施工后的橋梁結(jié)構(gòu)也很美觀大方。經(jīng)實踐檢驗，該形式的支架具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、施工靈活、安裝速度快的特點。但是這種形式的支架也存在儲存占用場地大和運(yùn)輸不便的特點。相信這種形式的支架經(jīng)過改進(jìn)創(chuàng)新以后能夠更好的適用于工程需要。

[1] 丁巖松.CRAB模塊式腳手架在山區(qū)橋梁高支撐中的運(yùn)用.科學(xué)與財富，2012（4）.

[2] 臧洪敏.橋梁支架結(jié)構(gòu)力學(xué)性能分析與施工組織設(shè)計.山東大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007（11）.